Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров (Мониторы с электронно-лучевой трубкой ).pdf

Компьютерные видеоподсистемы могут работать в одном из двух базовых видеорежимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора разбивается на отдельные символьные позиции, в каждой из которых одновременно может выводиться только один символ. Текстовый режим в современных операционных системах используется только на этапе начальной загрузки. В графическом режиме для каждой точки изображения, называемой пикселем, отводится от одного (монохромный режим) до 32 бит информации. Графический режим часто называют режимом с адресацией всех точек (All Points Addresable), поскольку только в данном случае имеется доступ к каждой точке изображения. Максимальное разрешение и количество воспроизводимых цветов конкретной видеоподсистемы в первую очередь зависят от общего объёма видеопамяти и количества бит, приходящихся на один пиксель.

2.1.3 Видеопамять

Один из компонентов компьютера, от которого требуется наибольшая производительность, это графический контроллер, являющийся сердцем всех мультимедиа систем. Фраза требуется производительность означает, что некоторые вещи происходят настолько быстро, насколько это обеспечивается пропускной способностью. Пропускная способность обычно измеряется в мегабайтах в секунду и показывает скорость, с которой происходит обмен данными между видеопамятью и графическим контроллером.

На производительность графической подсистемы влияют несколько факторов:

· скорость центрального процессора (CPU)

· скорость интерфейсной шины (PCI или AGP)

· скорость видеопамяти

· скорость графического контроллера

Для увеличения производительности графической подсистемы настолько, насколько это возможно, приходится снижать до минимума все препятствия на этом пути. Графический контроллер производит обработку графических функций, требующих интенсивных вычислений, в результате разгружается центральный процессор системы. Отсюда следует, что графический контроллер должен оперировать своей собственной, можно даже сказать частной, местной памятью. Тип памяти, в которой хранятся графические данные, принято называть буфер кадра (frame buffer). В системах, ориентированных на обработку 3D-приложений, требуется еще и наличие специальной памяти, называемой z-буфер (z-buffer), в котором хранится информация о глубине изображаемой сцены. Также, в некоторых системах может иметься собственная память текстур (texture memory), ᴛ.ᴇ. память для хранения элементов, из которых формируются поверхности объекта. Наличие текстурных карт ключевым образом влияет на реалистичность изображения трехмерных сцен.

Появление насыщенных мультимедиа и видеорядом приложений, аналогично тому, как и увеличение тактовой частоты современных центральных процессоров, сделало невозможным и дальше использовать стандартную динамическую память со случайным доступом (DRAM). Современные мультимедиа контроллеры требуют от основной системной памяти большей пропускной способности и меньшего времени доступа, чем когда-либо ранее до этого. Идя навстречу новым требованиям, производители предлагают новые типы памяти, разработанные с помощью обычных и революционных методов. Впечатляющие усовершенствования делают проблему правильного выбора типа памяти для приложения особенно актуальной и сложной.

Производители улучшили технологии и создали новые архитектуры в ответ на требования более высоких скоростей работы памяти. Широкий выбор новых типов памяти ставит перед производителем видеоадаптеров проблему, для какого сегмента рынка или каких приложений выбрать тот или иной тип.

Под воздействием требований перемен полупроводниковая индустрия предлагает множество новых интерфейсов. Некоторые объединили в себе свойства существующих интерфейсов с ограниченным набором изменений, другие имеют совершенно новый дизайн и оригинальную архитектуру.

Скорость, с которой информация поступает на экран, и количество информации, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ выходит из видеоадаптера и передается на экран - все зависит от трех факторов:

· разрешение вашего монитора

· количество цветов, из которых можно выбирать при создании изображения

· частота͵ с которой происходит обновление экрана

Разрешение определяется количеством пикселов на линии и количеством самих линий. По этой причине на дисплее с разрешением 1024х768, типичном для систем, использующих ОС Windows, изображение формируется каждый раз при обновлении экрана из 786,432 пикселов информации.

Обычно частота обновления экрана имеет значение не менее 75Hz, или циклов в секунду. Следствием мерцания экрана является зрительное напряжение и усталость глаз при длительном наблюдении за изображением. Для уменьшения усталости глаз и улучшения эргономичности изображения значение частоты обновления экрана должно быть достаточно высоким, не менее 75 Hz.

Число допускающих воспроизведение цветов, или глубина цвета - это десятичный эквивалент двоичного значения количества битов на пиксел. Так, 8 бит на пиксел эквивалентно 28 или 256 цветам, 16-битный цвет, часто называемый просто high-color, отображает более 65,000 цветов, а 24-битный цвет, также известный, как истинный или true color, может представить 16.7 миллионов цветов. 32-битный цвет с целью избежания путаницы обычно означает отображение истинного цвета с дополнительными 8 битами, которые используются для обеспечения 256 степеней прозрачности. Так, в 32-битном представлении каждый из 16.7 миллионов истинных цветов имеет дополнительные 256 степеней доступной прозрачности. Такие возможности представления цвета имеются только в системах высшего класса и графических рабочих станциях.

Ранее настольные компьютеры были оснащены в основном мониторами с диагональю экрана 14 дюймов. VGA разрешение 640х480 пикселов вполне и хорошо покрывало данный размер экрана. Как только размер среднего монитора увеличился до 15 дюймов, разрешение увеличилось до значения 800х600 пикселов. Так как компьютер все больше становится средством визуализации с постоянно улучшающейся графикой, а графический интерфейс пользователя (GUI) становится стандартом, пользователи хотят видеть больше информации на своих мониторах. Мониторы с диагональю 17 дюймов становятся стандартным оборудованием для систем на базе ОС Windows, и разрешение 1024х768 пикселов адекватно заполняет экран с таким размером. Некоторые пользователи используют разрешение 1280х1024.

Современной графической подсистеме для обеспечения разрешения 1024x768 требуется 1 Мегабайт памяти. Несмотря на то, что только три четверти этого объёма памяти крайне важно в действительности, графическая подсистема обычно хранит информацию о курсоре и ярлыках в буферной памяти дисплея (off-screen memory) для быстрого доступа. Пропускная способность памяти определяется соотношением того, как много мегабайт данных передаются в память и из нее за секунду времени. Типичное разрешение 1024х768, при 8-битной глубине представления цвета и частоте обновления экрана 75 Hz, требует пропускной способности памяти 1118 мегабайт в секунду. Добавление функций обработки 3D графики требует увеличения размера доступной памяти на борту видеоадаптера. В современных видеоакселераторах для систем на базе Windows типичен размер установленной памяти в 4 Мб. Дополнительная память сверх крайне важно й для создания изображения на экране используется для z-буфера и хранения текстур.

2.1.4 Анимация изображений

Анимация - это движение объекта͵ можно сказать, что анимация это последовательность изменяющихся изображений, которая произошла за определенный промежуток времени. Совокупность кадров, сменяющих друг друга в единицу времени создают иллюзию движения, что и есть не что иное как анимация.

Сегодня часто используется такое понятие как флеш-анимация. Флеш-анимация - это анимация, применяемая в Web-технологиях, для разработки анимационных роликов, заставок, презентаций, рекламных блоков (флеш баннер) и т.д. Распространенной средой разработки как флеш анимации так и анимированных приложений является программный продукт фирмы Macromedia - Macromedia Flash MX.

Предназначение АНИМАЦИИ как таковой состоит в том, что у человека, как и у любого другого хищника органы зрения имеют одну интересную особенность - хищник способен заметить или обнаружить объект с гораздо большей долей вероятности, в случае если тот находится в движении. Отсюда вывод - чтобы обратить внимание на рекламируемый объект, его нужно анимировать. Вот для этого и предназначена флеш анимация. Суть в том, что любая информация воспринимается лучше, в случае если она носит динамический характер.

2.2 Видеопамять

Так как видеокарта является, по сути, «компьютером в компьютере», то у неё естественно имеется и своя видеопамять, которая является одной из её основных составляющих.

Для чего же нужна видеопамять? Задача видеопамяти довольно логично вытекает из её названия – запоминать видеоданные. Видеопамять играет роль некого кадрового буфера, в который направляются видеоданные, для дальнейшего считывания и обработки их графическим процессором, также здесь хранятся текстуры.

Если по своему назначению видеопамять напоминает оперативную память, то логично, что и параметры (характеристики) у них будут весьма схожи. Основными характеристиками здесь будет пропускная способность шины памяти, тип видеопамяти, объём видеопамяти и латентность. Теперь пройдёмся более подробно по каждому из пунктов характеристик.

2.2.1 Пропускная способность шины памяти

Пропускная способность шины памяти определяет количество передаваемых данных в единицу времени. Она определяется разрядностью шины и тактовой частотой работы памяти.

Соответственно, чем больше будет разрядность, тем эффективней будет работа всей видеосистемы. В современных видеокартах разрядность шины колеблется от 64 бит (для офисных компьютеров) до 768 бит (для геймерских систем и оверклокинга). Ну а частота памяти современных видеокарт превышает отметку в 1300 МГц.

Пропускная способность шины памяти = тактовая частота памяти х разрядность шины. Давайте посчитаем пропускную способность шины памяти, к примеру, для видеокарты AMD Radeon HD 7970 . Частота памяти данного девайса = 1375 МГц, но так как тип памяти GDDR5, то мы умножаем реальную частоту на 4 и получаем эффективную частоту 5500 МГц. Разрядность шины памяти составляет 384 бита (48 байт). Нехитрыми вычислениями находим: 5500 х 48 = 264 Гбайт/c. Вот мы и нашли пропускную способность шины памяти, которая для данной модели составляет 264 Гбайт/c. Отмечу, что это одна из топовых видеокарт данной линейки и стоит она недешево, поэтому не пугайтесь, если показатели вашей видеокарты, более старой версии, смотрятся «блекло» на фоне этих результатов.

Рисунок 6. Видеокарта AMD Radeon HD 7970

2.2.2 Тип видеопамяти

В современных видеокартах используется тип памяти GDDR5, до этого были соответственно GDDR4, GDDR3, GDDR2. Как вы уже заметили, названия типов видеопамяти очень схожи с названия типов оперативной памяти (DDR2, DDR3), к ним лишь добавилась буква “G” (GDDR5 – Graphics Double Data Rate 5). Но если названия похожи, то структура и функциональность значительно различается. Стоит понимать, что оперативную память типа DDR3 по структуре и функциональным возможностям нельзя приравнивать к GDDR3, её скорее можно поставить в одну нишу с GDDR5 (и то частично).

2.2.3 Объём видеопамяти

Как говорится: «Памяти много не бывает». Да действительно, если объём видеопамяти будет составлять 128 Мбайт, то графический процессор будет простаивать в ожидании новой «порции» данных, поэтому если вы желаете комфортно играть в новые и требовательные к ресурсам компьютера игры, то при покупке видеокарты, вам следует обращать взор на модели с объёмом памяти 1Гбайт и более. При этом не следует забывать и о разрядности шины, а также о частоте памяти. Ведь с разрядностью шины 64 бита, 1 Гбайт объема видеопамяти огромной «радости» не принесут – скорее разочарование :). Поэтому не стоит «клевать» на дешёвые и «объёмные» решения на рынке видеокарт, а стоит соблюдать баланс между всеми характеристиками для того чтобы добиться максимальной эффективности за оптимальную цену.

2.2.4 Латентность

Латентность – это время выборки данных из памяти, чем меньше данный параметр, тем лучше, так как не будут наблюдаться значительные задержки при обращении к памяти. У современных видеокарт латентность схем памяти составляет менее 1-2 нс.

Вот мы и ознакомились с основными параметрами (характеристиками) видеокарт. Цена видеокарты может колебаться в различных пределах в зависимости от характеристик.